Los investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge combinaron la microscopía de iones de helio con una celda líquida de Protochips Inc. de Carolina del Norte para fabricar estructuras de platino extremadamente puro a partir de un líquido. Un haz de iones altamente enfocado pasó a través de una capa delgada de una solución precursora y provocó una reacción química que depositó de manera controlada líneas de metales preciosos tan estrechas como 15 nanómetros. Crédito:Stephen Jesse, Laboratorio Nacional Oak Ridge
Por primera vez, un equipo demostró una técnica que crea pequeños formas metálicas precisas. Trazaron un rayo de un microscopio de iones de helio a través de un precursor líquido para inducir reacciones químicas. Las reacciones depositan localmente platino de alta pureza. Al deletrear el acrónimo de su laboratorio nacional, formaron una cinta de sólo 15 nanómetros de diámetro, más estrecha que un virus del resfriado.
La escritura por haz de iones directo abre oportunidades de nanofabricación para mejorar la electrónica, entrega de medicamentos, separaciones químicas, y otras aplicaciones.
Los investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) en el Centro de Ciencias de Materiales Nanophase rasparon un haz de iones de helio altamente enfocado a través de una capa delgada de solución precursora, provocando la deposición de platino en un sitio específico de manera controlada.
Esta técnica de escritura directa permitió la nanofabricación de cintas metálicas de alta pureza de solo 15 nanómetros de ancho, más estrechas que un virus del resfriado. Este trabajo fue la primera demostración de nanofabricación de escritura directa utilizando un microscopio de haz de iones para dirigir reacciones químicas en una celda líquida. o cámara ambiental que encapsula una muestra en líquido. No habría sido posible escribir directamente estos altamente precisos, Estructuras metálicas de alta pureza sin una comprensión completa de los experimentos y la teoría.
Los cálculos en la supercomputadora Titan de ORNL y el análisis de los datos del experimento y la simulación permitieron a los investigadores comprender las interacciones dinámicas entre iones, sólidos y líquidos que fueron fundamentales para optimizar el proceso. Por ejemplo, Los científicos analizaron datos sobre la nucleación y el crecimiento de nanopartículas adquiridos a partir de películas de estos procesos obtenidos del microscopio y correlacionaron los resultados con simulaciones dinámicas cuánticas completas.
Notablemente, escritura directa con un precursor líquido contenido, sometido a un haz de iones que dirigía reacciones químicas, permitió la fabricación de nanoestructuras más puras de lo que sería posible mediante la deposición en fase gaseosa.
